線切割加工精度保證措施及方法

2021-03-04 05:20:26 字數 4844 閱讀 2677

電火花線切割機按切割速度可分為快走絲和慢走絲兩種,由於快走絲線切割機所加工

:的工件表面粗糙度一般在ra=1.25~2.5μm範圍內,而慢走絲線切割機所加工的工件表面粗

:糙度通常可達到ra=0.16μm,且慢走絲線切割機的圓度誤差、直線誤差和尺寸誤差都較快

:走絲線切割機好很多,所以在加工高精度零件時,慢走絲線切割機得到了廣泛應用。

:由於慢走絲線切割機是採取線電極連續供絲的方式,即線電極在運動過程中完成加工,

:因此即使線電極發生損耗,也能連續地予以補充,故能提高零件加工精度。但電火花線切割

:機工作時影響其加工工作表面質量的因素很多,特別是慢走絲線切割機更需要對其有關加工

:工藝引數進行合理選配,才能保證所加工工件的表面質量。筆者在汕頭大學cad/cam中心利

:用日本sodick公司製造的慢走絲線切割機進行了許多注射模和衝模的線切割加工,在分析

:影響線切割加工工件表面質量的相關因素方面做了一些探索和研究,積累了若干行之有效的

:工作經驗,現介紹如下。

: 2 改善線切割加工工件表面質量的措施與方法

: 在分析影響電火花線切割加工工作表面質量的相關因素之前,必須先了解電火花切割

:加工時**電極與工件之間存在的疏鬆接觸式輕壓放電現象。通過多年觀察研究發現:當柔

:性電極絲與工件接近到通常認為的放電間隙(例如8~10μm)時,並不發生火花放電,甚至

:當電極絲已接觸到工件,從顯微鏡中已看不到間隙時,也常常看不到火花,只有當工件將電

:極絲頂彎並偏移一定距離(幾微公尺到幾十微公尺)時才發生正常的火花放電。此時線電極每進給

:1μm,放電間隙並不減少1μm,而是電極絲增加一點線間張力,而工作則增加一點側向壓

:力,顯然,只有電極絲和工件之間保持一定的輕微接觸壓力後才能形成火花放電。據此認為:

:在電極絲和工件之間存在著某種電化學產生的絕緣薄膜介質,當電極絲和工件接觸時因其在

:不停運動,移動摩擦使該絕緣薄膜介質減薄到可被擊穿的程度才會發生火花放電。

:為分析影響電火花線切割加工工作表面質量的各有關因素,可參閱圖1所示電極工作

:簡圖,圖中f 1為作用在電極絲上的各種外力的總和,f 2為電極絲內部產生的與f

:1相平衡的張力。由於在加工時放電力總是將電極絲推向與它前進方向相反的方向,因此這

:個力將是造成電極絲滯後的主要因素。除以上因素外,對線切割加工質量有直接影響的因素

:主要涉及人員、裝置、材料等方面。為了改善加工工件表面質量,可以從影響最大的人為因

:素、工具機因素和材料因素等3方面來考慮對加工質量的控制方式和改進方法。

: 2.1 影響線切割加工工件表面質量的人為因素的控制與改善

: 人為因素的控制與改善主要包括加工工藝的確定和加工方法的選擇,這可以通過以下幾點

:來實現:

: (1)實施少量多次加工。對於這個量,一般由工具機的加工引數決定,根據使用日本sodick

:公司製造的慢走絲線割機的經驗,除第1次加工外,加工量一般是由幾十微公尺逐漸遞減到幾

:個微公尺,特別是加工次數較多的最後一次,加工量應較小,即幾個微公尺,以至加工次數越多

:工件的表面質量越好。由於減少線切割加工時材料的變形可以有效提高加工工件表面質量,

:因而應採用少量、多次切割方式。在粗加工或半精加工時可留一定餘量,以補償材料因原應

:力平衡狀態被破壞所產生的變形和最後一次精加工時所需的加工餘量,這樣當最後精加工時

:即可獲得較為滿意的加工效果。少量、多次切割可使加工工件具有單次切割不可比擬的表

:面質量,是控制和改善加工工件表面質量的簡便易行的方法和措施。

: (2)合理安排切割路線。該措施的指導思想是盡量避免破壞工件材料原有的內部應力平

:衡,防止工件材料在切割過程中因在夾具等作用下,由於切割路線安排不合理而產生顯著變

:形,致使切割表面質量下降。圖2表明了在切割某類工件時應採取的切割路線,其中圖2a

:所示為錯誤的切割路線,圖2b所示為正確的切割路線。

: (3)正確選擇切割引數。對於不同的粗、精加工,其絲速、絲的張力和噴流壓力應以參

:數表為基礎作適當調整,為了保證加工工件具有更高的精度和表面質量,可以適當調高線切

:割機的絲速和絲張力,雖然製造線切割工具機的廠家提供了適應不同切割條件的相關引數,但

:由於工件的材料、所需要的加工精度以及其他因素的影響,使得人們不能完全照搬書本上介

:紹的切割條件,而應以這些條件為基礎,根據實際需要作相應的調整。例如若要加工厚度為

:27mm的工件,則在加工條件表中找不到相當的情況,這種條件下,必須根據厚度在20mm~30mm

:間的切割條件和相應補嘗量作出調整,主要辦法是:加工工件的厚度接近哪乙個標準厚度就

:選擇其為應設定的加工厚度,而補償量則根據加工工件的實際厚度,與表中標準厚度的差值,

:按比例選取。

: (4)採用距離密著加工。為了使工件達到高精度和高表面質量,可以採用密著加工,即

:應使上噴嘴與工件的距離盡量靠近(約0.05~0.10mm),這樣就可以避免因上噴嘴離工件較

:遠而使線電極振幅過大影響加工工件的表面質量。

: (5)注意加工工件的固定。當加工工件行將切割完畢時,其與母體材料的連線強度勢必

:下降, 此時要防止因加工液的衝擊使得加工工件發生偏斜,因為一旦發生偏斜,就會改變

:切割間隙,輕者影響工件表面質量,重者使工件切壞報廢,所以要想辦法固定好被加工工件。

: 2.2影響線切割加工工件表面質量的工具機因素的控制與改善

:慢走絲電火花線切割機屬於高科技和高精度工具機,工具機的維護保養非常重要,因為加工

:工件的高精度和高質量是直接建立在工具機的高精度基礎上的,因此在每次加工之前必須檢查

:工具機的工作狀態,才能為獲得高質量的加工工件提供條件。需注意的環節和應採取的措施如

:下:: (1)長期暴露在空氣中的電極絲不能用於加工高精度的零件,因為電極絲表面若已被氧

:化,就會影響加工工件的表面質量,所以保管電極絲時應注意不要損壞電極絲的包裝膜,以

:免電極絲與空氣接觸而被氧化,在加工前,必須檢查電極絲的質量。另外,電極絲的張力對

:加工工件的表面質量也有很大的影響,加工表面質量要求高的工件,應在不斷絲的前提下盡

:可能提高電極絲的張力。

: (2)慢走絲線切割機一般採用去離子水做工作液。火花放電必須在具有一定絕緣性能的

:液體介質中進行,工作液的絕緣性能可使擊穿後的放電通道壓縮,從而侷限在較小的通道半

:徑內火花放電,形成瞬時和區域性高溫來熔化並氣化金屬,放電結束後又迅速恢復放電間隙成

:為絕緣狀態。絕緣性能太低,將產生電解而形不成擊穿火花放電;絕緣性能太高,則放電間

:隙小,排屑難,切割速度降低。一般電阻率應在5×10 4~10×104cm,加工前必須觀察

:電阻率表的顯示,特別是工具機剛起動時,往往會發現電阻率不在這個範圍內,這時不要急於

:加工,讓工具機先運轉一段時間達到所要的電阻率時才開始正式加工。為了保證加工精度,有

:必要提高加工液的電阻率,當發現水的電阻率不再提高時,應更換離子交換樹脂。再者必須

:檢查與冷卻液有關的條件,檢查加工液的液量,還應檢查過濾壓力表,其壓力值應在2.0×

:13 -3 pa以上。當加工液從汙濁橫向清洗槽逆向流動時則需要更換過濾器,以保證加

:工液的絕緣性能、洗滌效能、冷卻效能達到要求。

: (3)必須檢查導電塊的磨損情況。慢走絲線切割機一般在加工了50~100h後就必須考慮

:改變導電塊的切割位置或者更換導電塊,有髒汙時需用洗滌液清洗。必須注意的是:當變更

:導電塊的位置或者更換導電塊時,必須重新校正絲電極的垂直度,以保證加工工件的精度和

:表面質量。

: (4)檢查滑輪的轉動情況,若轉動不好則應更換,還必須仔細檢查上、下噴嘴的損傷和

:髒汙程度,用清洗液清除髒物,有損傷時需及時更換。還應經常檢查貯絲筒內絲的情況,裝

:得太滿會影響絲的暢通執行,使加工精度受到影響。此外,導電塊、滑輪和上、下噴嘴的不

:良狀況還會引起線電極的振動,這時即使加工表面能進行良好的放電,但因線電極振動,加

:工表面也很容易產生波峰或條紋,最終引起工件表面粗糙度變差。

: (5)保持穩定的電源電壓。電源電壓不穩定會造成電極與工件兩端不穩定,從而引起擊

:穿放電過程不穩定而影響工件的表面質量。

: 2.3 影響線切割加工工件表面質量的材料因素的控制與改善

: 為了加工出尺寸精度高、表面***的線切割產品,必須對所用工件材料進行細緻考慮,

:這主要應從以下幾方面著手:

: (1)由於工件材料不同,熔點、氣化點、導熱係數等都不一樣,因而即使按同樣方式加

:工,所獲得的工件表面質量也不相同,因此必須根據實際需要的表面質量對工件材料作相應

:的選擇。例如要達到高精度,就必須選擇硬質合金類材料,而不應該選不鏽鋼或未淬火的高

:碳鋼等,否則很難實現所需要求。

: (2)由於工件材料內部殘餘應力對加工的影響較大,在對熱處理後的材料進行加工時,

:由於大面積去除金屬和切斷加工會使材料內部殘餘應力的相對平衡受到破壞,從而可能影響

:零件的加工精度和表面質量。為了避免這些情況,應選擇鍛造性好、淬透性好、熱外理變形

:小的材料。

: (3)加工過程中應將各項引數調到最佳適配狀態,以減少斷絲現象。因為發生斷絲的地

:方會出現兩次放電,使加工工件表面質量下降。另外在加工過程中還應注意傾聽工具機發出的

:聲音,正常加工的聲音應為很光滑的「哧-哧」聲。還應注意正常加工時的火花應是藍色的,

:而不是紅色的。此外,正常加工時,工具機的電流錶、電壓表的指標應是穩定不動或者振幅很

:小,此時進給速度均勻而且平穩,是線切割加工工件獲得高精度和高質量的保證。

: 3結束語

: 影響電火花線切割加工工件表面質量的因素很多,但只要對其進行系統的分析和科學的

:分類,就可以對這類複雜而且零亂的因素進行控制與調配,從而改善和提高工件的精度和表

:面質量。

線切割加工的步驟及要求

電火花線切割加工是實現工件尺寸加工的一種技術。在一定裝置條件下,合理的制定加工工藝路線是保證工件加工質量的重要環節。電火花線切割加工模具或零件的過程,一般可分以下幾個步驟。1.對圖樣進行分析和審核 分析圖樣對保證工件加工質量和工件的綜合技術指標是有決定意義的第一步。以衝 裁模為例,在消化圖樣時首先要...

數控線切割程式設計及加工實驗指導

1.了解數控線切割工具機加工的原理 特點和應用 2.掌握數控線切割工具機加工的程式設計方法 3.熟悉數控線切割工具機的操作過程 4.初步掌握快走絲線切割的基本加工工藝 5.熟悉使用計算機輔助程式設計 caxa程式設計軟體應用 電火花線切割工具機dk7740 計算機caxa線切割程式設計軟體 線切割加...

技工院校線切割加工實習教學方法初探

摘要 本文提出了技工學校的電火花線切割實習教學過程中存在的種種問題,並詳述了教師在教學中如何提高學生的積極性和主動性,通過任務驅動的方法,使學生能夠更好地掌據所學的專業技能,並能獨立地完成教學任務,使學生更快地成為企業適合生產要求的技術人才。關鍵詞 實習教學材料利用任務驅動操作基礎 數控電火花線切割...